[發明專利]一種基于齊次坐標的無線自組織網絡節點定位方法

有效

• 申請號: 201210172312.1
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102711241A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 張遠;賈忠田;周勁;韓春燕;陳月輝;丁曉鳳
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種無線網絡和移動計算領域，特別涉及一種基于齊次坐標的無線自組織網絡節點定位方法。?

背景技術

無線自組織網絡是一種多跳的臨時性自治系統，具有分布式控制和無中心的體系結構，能夠在部分網絡節點失效后維持剩余節點的組網和通信能力。這類網絡應用范圍廣泛且復雜，比如無線傳感器網絡是無線自組織網絡技術的一大應用領域。除了無線網絡中需要討論的傳統問題，如信道接入與控制，多跳路由選擇與優化、安全隱患等，無線自組織網絡還面臨著由其特性帶來的需要研究解決的課題，如何確定隨機分布的節點自身位置就是其中的關鍵問題之一。位置信息是無線自組織網絡能夠提供有效服務的基本信息，如果感知或傳輸的數據不知道來源對象的位置，一般的這種數據毫無意義。此外，節點位置在不少無線自組織網絡協議和算法設計中也是基本的支撐信息。對于體積小、功耗低、價格低的無線傳感器網絡節點，不適宜采用GPS定位，而是結合應用需求開發分布式節點定位方法。?

已知位置坐標、能力較強的節點稱為信標節點，大部分定位方法都采用了一定比率的信標節點輔助定位，它們在定位中是重要的參考點。信標節點位置的獲知往往通過人工部署或者通過GPS實現，人工部署信標節點的方式不僅受工作環境的限制，還嚴重制約了網絡和應用的可擴展性。因此，非常需要針對無線自組織網絡開發既不依賴信標節點又能夠精確確定物理位置的節點自定位方法。?

現有的無線自組織網絡節點定位技術中，典型方法如發表于IEE?Proceedings，論文名為Design?and?Implementation?of?a?Bluetooth?Ad?Hoc?Network?for?Indoor?Positioning（DOI10.1049/ip-sen：20045027），該文獻設計并實現了室內環境下基于藍牙傳感器的定位系統，通過一個中心控制單元分析計算，能夠在按需服務請求時實現精確的定位。此系統依賴于節點具有藍牙模塊，通信距離有限。?

韓國專利申請KR20100042999，名稱為A?Reactive?Local?Positioning?System?for?Ad?Hoc?and?Method?Thereof，公開的該發明通過設定的中間節點，在收到位置請求報文后，計算本地坐標系，并檢查目標節點是否在一定的距離范圍內，根據距離遠近進行相應處理。該發明僅能計算相對的本地坐標位置。?

美國專利申請US2004082341，名稱為System?and?Method?for?Determining?Relative?Positioning?in?Ad-Hoc?Networks，公開的該發明利用移動接入點、無線路由器和移動節點等裝置，實現具有經緯坐標的絕對位置定位，或者僅有臨節點之間距離和角度信息的相對定位。?

加拿大專利申請CA?2762092，名稱為Improved?Detection?and?Location?of?Wi?reless?Field??Devices，公開的該發明通過一個移動維護工具來確定通信區域內的無線節點位置。?

中國專利申請CN200780005683.8，名稱為“在自組織網絡中基于距離的相對3D定位”，公開的該發明使用相鄰節點的距離值，建立相對坐標系來計算某些節點的3D位置，該發明僅能估算相對位置。?

中國專利申請CN201110191816.3，名稱為“基于無線傳感器網絡的無錨點戰場傷員定位方法”，公開的該發明利用救護人員節點終端接收士兵節點RSSI數據，計算各節點的相對坐標，根據其ID確定傷員的位置。該發明雖然不使用錨節點，但是實際上僅能確定節點（戰場傷員）的相對位置。?

中國專利申請CN201110179976.6，名稱為“一種用于無線傳感器網絡的定位方法”，公開的該發明根據信標節點之間的跳數信息使用二分迭代法估算位置節點到信標節點的距離，當獲得未知節點到三個以上信標節點的距離后，通過解超定方程計算出未知節點的位置。?

在有些場景下，如戰場、災難救援等，不適宜部署信標節點，但是需要確定被感知對象的物理位置，上述文獻和專利發明的定位方法就無法采用。?

發明內容

本發明的目的是設計一種基于齊次坐標的無線自組織網絡節點定位方法，它采用無信標節點時的無線自組織網絡定位方法，解決了測距類方法普遍存在的反轉分歧問題，并且實現精確的物理定位。?

本發明的目的通過以下技術方案實現：?

步驟S101，無線自組織網絡系統初始化，各節點查找相鄰節點并測量鄰節點的距離和角度信息；?